1
LỜI NÓI ĐẦU
Sự nghiệp công nghiệp hoá, hiện đại hoá đất nước đòi hỏi nhu cầu tiêu thụ
năng lượng ngày càng lớn. Cùng với sự phát triển của nền kinh tế đất nước,
ngành khai thác khoáng sản nói chung và ngành khai thác than nói riêng cũng có
những mức tăng trưởng vượt bậc do đó sản lượng than ngày càng tăng, do đó
cần phải đẩy mạnh công tác đào lò chuẩn bị để phục vụ khai thác.
Sau thời gian học tập tại trường Đại học Mỏ - Địa chất, chuyên ngành
Xây dựng công trình ngầm & mỏ, được sự giúp đỡ của cơ sở thực tập là công ty
cổ phần than Mông Dương và tập thể thầy, cô giáo trong bộ môn Xây dựng công
trình ngầm & mỏ, đặc biệt là sự hướng dẫn tận tình của thầy giáo ThS.Nguyễn
Tài Tiến, em đã hoàn thành bản đồ án: “Thiết kế thi công đường hầm mỏ than
Mông Dương với số liệu cho trước”. Bản đồ án gồm bốn chương :
- Chương 1 - Khái quát chung
- Chương 2 - Thiết kế kỹ thuật
- Chương 3 - Thiết kế thi công
- Chương 4 - Các chỉ tiêu kinh tế - kỹ thuật.
Do kiến thức còn hạn chế nên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu
sót, em rất mong được sự góp ý của các thầy cô và các bạn để bản đồ án được
hoàn thiện hơn.
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 2 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
CHƯƠNG 1
KHÁI QUÁT CHUNG
1.1.Giới thiệu chung về mỏ than Mông Dương
1.1.1.Vị trí địa lý
Khu mỏ than Mông Dương thuộc phường Mông Dương thị xã Cẩm Phả
tỉnh Quảng Ninh. Khu thăm dò nằm về phía Đông - Đông Bắc thị xã Cẩm Phả,
cách thị xã Cẩm Phả khoảng 10km. Mỏ gồm 2 khu: khu Trung tâm và khu Đông
Bắc. Từ trước đến nay đây vẫn là 2 khu riêng biệt. Trong quá trình thăm dò và

của địa hình ở khu trung tâm có độ cao +165m và điểm thấp nhất là lòng sông
Mông Dương. Sông Mông Dương chảy dọc khu thăm dò và bao quanh ở phía
Tây và Tây Bắc khu mỏ. Địa hình ở đây bị phân cắt mạnh bởi hệ thống suối, các
suối đều tập trung đổ ra sông Mông Dương. Có hai dải núi chảy theo hướng
Đông Tây, thấp dần từ Tây sang Đông và từ Bắc xuống Nam, độ dốc các sườn
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 4 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
đồi từ 15
o
÷
35
o
. Hiện tại nơi thấp nhất có độ cao -15m (đáy moong), nơi cao nhất
đạt đến gần 170m. Ở phía Nam và Đông Nam địa hình nguyên thuỷ bị đào bới
do khai thác lộ vỉa và lộ thiên của các xí nghiệp khai thác than trong khu vực.
Phần Trung Tâm khu mỏ địa hình nguyên thuỷ còn nguyên vẹn, phần lớn diện
tích được phủ bởi thảm thực vật là cây keo. Một phần diện tích ở phía Nam là
bãi thải của mỏ Cao Sơn. Do ảnh hưởng của quá trình khai thác lộ thiên và hầm
lò một số nơi mặt địa hình bị rạn nứt và sụt lún, các khe suối nhỏ bị vùi lấp đã
tạo điều kiện cho nước mặt, nước mưa ngấm xuống bổ sung cho nước dưới đất
và chảy vào khu vực khai thác hầm lò.
Địa hình khu Đông Bắc Mông Dương gồm các đồi núi thấp dạng bát úp,
sườn núi thoải từ 25
o
÷ 30
o
, độ cao của đỉnh núi từ 50 ÷ 100m, có nhiều thung
lũng nhỏ và hẹp là phần hạ lưu của sông Mông Dương tạo thành.
Các khe suối trong vùng có đặc điểm dốc và ngắn, nên nước mặt thoát
nhanh chóng và dễ dàng. Hầu hết các suối chỉ có nước về mùa mưa, mùa khô

Khu mỏ nằm sát ngay sông Mông Dương, chảy ra biển, do đó giao thông
đường thuỷ rất thuận tiện, bằng phương tiện tàu, thuyền, sà lan chạy từ cửa sông
Mông Dương ra cửa biển Bái Tử Long đi Hòn Gai, Hải Phòng, đến các cảng
biển trong nước và Quốc tế.
1.1.5.Tình hình dân cư, kinh tế, chính trị
Công ty cổ phần than Mông Dương - TKV tiền thân là mỏ than Mông
Dương được thành lập từ ngày 01 tháng 4 năm 1982. Khu mỏ than Mông Dương
thuộc phường Mông Dương, phường có diện tích 119.83 km
2
. Dân số năm 1999
là 13040 người mật độ đạt 109 người/ km, trên địa bàn chủ yếu là người Kinh
sinh sống ngoài ra còn có các dân tộc thiểu số như Dao, Sán dìu Người Kinh
chủ yếu là cán bộ công nhân viên của mỏ và con em cán bộ công nhân viên mỏ
đang làm việc hoặc đã nghỉ hưu.
Về chính trị: Dưới sự lãnh đạo của Đảng và Nhà Nước đời sống vật chất
tinh thần của nhân dân không ngừng được nâng cao, văn hóa, giáo dục, xã hội
không ngừng được phát triển.
1.2.Khái quát về mỏ
1.2.1.Hiện trạng khu mỏ
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 7 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Mỏ Mông Dương đã được khai thông bằng 2 giếng đứng trung tâm từ mặt
bằng +18(giếng chính) và +6,50(giếng phụ) đến mức -97,50. Mức vận tải chính
-97,50 đã có hệ thống sân ga vận tải 2 phía và các lò vận tải chính các cánh đến
các khu khai thác. Các khu khai thác được chuẩn bị theo kiểu tầng chia phân
tầng và khấu dật từ biên giới về thượng trung tâm.
Hiện nay mỏ đang khai thác và chuẩn bị khai thác các vỉa từ I(12)
÷
K(8)
thuộc khu trung tâm. Khu Đông bắc đang cải tạo và đào mới một số đường lò để

Đá của tầng chứa than gồm: Cát kết, sạn kết, bột kết, sét kết và các vỉa
than chúng nằm xen kẽ nhau. Các lớp đá có độ gắn kết rắn chắc, thuộc loại đá
bền vững. Các lớp đá có thể nằm đơn nghiêng với góc dốc biến đổi từ 20
o
đến
40
o
, tạo nên các cánh của nếp uốn. Nhìn chung các lớp đá có đặc điểm và tính
chất cơ lý như sau:
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 9 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Sạn kết: Thường có màu xám sáng, chiếm tỷ lệ trung bình 7% trong địa
tầng, phân bố chủ yếu ở khoảng giữa địa tầng các vỉa than, chiều dày biến đổi từ
1,5m đến 7m. Thành phần chủ yếu là các hạt thạch anh được gắn kết bằng xi
măng silic bền vững, rất rắn chắc , chỉ số RQD biến đổi từ 30 % đến 75%.
Cát kết: Thường có màu xám tro, xám sáng , cấu tạo phân lớp dày, đôi nơi
cấu tạo khối, kẽ nứt phát triển, chỉ số RQD biến đổi từ 25% đến 75%, càng
xuống sâu chỉ số RQD càng tăng. Chiều dày biến đổi phức tạp từ 0,5m đến 15m,
cá biệt có những lớp chiều dày đến 40m duy trì khá liên tục theo cả đường
phương và hướng dốc, hạt từ mịn đến thô được gắn kết bằng xi măng silíc. Các
lớp cát kết ở khu trung tâm Mông Dương có độ bền cao hơn khu đông bắc Mông
Dương. Trong các mặt cắt loại đá này ở khu Mông dương chiếm tỷ lệ trung bình
42%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm khoảng 30% cột địa tầng. Các lớp cát
kết thường nằm ở khoảng giữa hai vỉa than.
Bột kết: Màu xám tro, xám đen chiếm tỷ lệ trung bình, ở khu Trung tâm
Mông Dương chiếm 39%, khu Đông Bắc Mông Dương chiếm 46% trong địa
tầng, thành phần chủ yếu là các khoáng vật sét và các hạt thạch anh hạt mịn,
được gắn kết bằng keo silíc rắn chắc. Trong đới phong hóa chỉ số RQD biến đổi
từ 30% đến 60%, càng xuống sâu chỉ số RQD càng tăng. Cấu tạo phân lớp dày
đôi nơi có dạng khối đặc xít. Các lớp ở khu Trung tâm Mông Dương thường có

b. Nước suối
Hệ thống suối bắt nguồn từ phía nam khu mỏ chảy theo hướng bắc đổ ra
sông Mông Dương gồm các suối Vũ Môn, suối Mông Dương, đây là các suối
lòng hẹp, dốc, có nước chảy quanh năm. về mùa khô lưu lượng thay đổi từ 10
đến 100l/s, chủ yếu là do nước từ các bãi thải, các moong khai thác trong khu
thăm dò cung cấp, về mùa mưa lưu lương thay đổi từ 100 đến 500l/s, chủ yếu là
do nước mưa cung cấp. Sau trận mưa rào to từ 30 phút đến 1 giờ lượng nước
tăng rất nhanh, hình thành dòng lũ chảy xiết cuốn theo đất đá thải, ngừng mưa từ
1 đến 3 giờ lưu lượng và vận tốc dòng nước giảm dần. Nguồn cung cấp cho
nước suối chủ yếu là nước mưa và một phần nhỏ nước dưới đất.
Kết quả phân tích thành phần hoá học nước trước đây ở các suối trong
khu mỏ cho thấy: Tổng độ khoáng hoá (M) < 0,500 g/l. Độ PH từ 4,3 đến 7,3,
trung bình 6,5 thuộc loại nước nhạt, axít yếu. Tổng độ cứng biến đổi từ 0,15-
14.58 độ đức thuộc loại nước rất mềm đến mềm. Loại hình hoá học của nước
chủ yếu là Bicacbonat Clorua, Sunfat, Natri, Canxi, có khả năng ăn mòn
cacbonat (bê tông).
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 12 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Kết quả phân tích gần đây nhất cho thấy thành phần hoá học của nước đã
có sự biến đổi rất nhiều. Độ PH của nước từ 3,6 ÷ 6,2, nước thuộc loại axít yếu
đến axít mạnh, loại hình hoá học của nước chủ yếu là Sunphát - Clorua Natri.
Nguyên nhân dẫn đến thành phần hoá học của nước biến đổi là do quá trình khai
thác nước từ các lò khai thác, bãi thải chảy trực tiếp ra các nhánh suối. Bản thân
nước trong các lò khai thác và bãi thải chảy qua các lớp đá và vỉa than có chứa
các khoáng vật Sunfua (Fe
2
S), những khoáng vật này bị ôxy hoá làm tăng hàm
lượng ion H
+


e. Tầng chứa nước khe nứt trong phụ hệ tầng Hòn Gai giữa T
3
(n-r)hg
2
:
Các trầm tích của phụ hệ tầng Hòn Gai giữa được lộ ra chiếm phần lớn
diện tích khu mỏ, chiều dày trung bình biến đổi từ 700m
÷
1200m, bao gồm các
lớp sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết và các vỉa than, nằm xen kẽ nhau tạo nên các
nếp uốn. Các lớp sạn kết,cát kết thường nằm xa vách trụ các vỉa than, cấu tạo
khối đến phân lớp dày, độ hạt từ vừa đến lớn. Chiều dày các lớp biến đổi từ vài
mét đến hàng chục mét và tương đối duy trì theo cả đường phương và hướng
dốc, kẽ nứt tách phát triển, nước dưới đất được tồn tại chủ yếu trong các lớp này.
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 14 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Các lớp bột kết và sét kết cấu tạo đặc xít, kẽ nứt kín và thường nằm sát vách trụ
các vỉa than và được coi là những lớp cách nước.
Do đặc điểm các lớp chứa nước nằm xen kẽ với các lớp cách nước và có
thế nằm đơn nghiêng nên nước trong tầng này nước có áp yếu. Chiều sâu mực
nước trung bình của toàn khu Mông Dương là 52.49m, khu đông Bắc Mông
Dương là 32,85m.
Kết quả bơm nước thí nghiệm trong tầng này cho thấy khu Mông Dương
tỷ lưu lượng (q) biến đổi từ 0,00041÷0,19460, trung bình 0,02175/ms. Hệ số
thấm K từ 0,00014÷0,1191m/ng, trung bình 0,01886 m/ng. Khu đông bắc Mông
Dương tỷ lưu lương trung bình 0.0385 l/ms, hệ số thấm trung bình là
0,05835m/ng.
Động thái của nước biến đổi theo mùa và có liên quan chặt chẽ với lượng
mưa. Kết quả quan trắc nhiều năm, lượng nước bơm ra khỏi giếng mỏ cho thấy
lưu lượng biến đổi từ 116,0 đến 2323.0 m

, F
C,
F
G
, F
H
. Biên độ
dịch chuyển của các đứt gãy từ 10 ÷ 120m, đới phá hủy rộng từ 20m đến 100m.
Nham thạch trong đới bị cà nát vỡ vụn, các vật chất lấp nhét là vật liệu sét, nên
mức độ chứa nước, thấm của các đới phá hủy kiến tạo không lớn hơn so với nơi
đất đá ổn định. Theo tài liệu bơm nước thí nghiệm lỗ khoan 13 trong đứt gãy
Mông Dương tỷ lưu lượng và hệ số thấm trung bình rất nhỏ (q
TB
= 0,0019l/ms,
K
TB
= 0,00013m/ng. lỗ khoan 712 bơm trong đứt gãy F
A
, tỷ lưu lượng trung bình
q
TB
= 0,0044l/ms, K
TB
= 0.00427m/ng.
1.3.2.Vị trí công trình
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 16 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Lò xuyên vỉa mức -250 khu Đông nối thông khu Đông Bắc Mông Dương
và khu trung tâm. Lò được đào theo hướng dốc lên 3
00

h
¹

X
V

-
9
7
.
5
-
:
-
-
2
5
0

C
§
DB13
-133.8
DB19
-179.2
DB16
-164.2
DB22
-225.3
DB25








































!






*


(
#
+
,

&

-
.









!
(
#


/








!







*




%

&

1



#
,








!
(
#


/


)



'






4
*


5




'


)













0

3



§
-
G
9
-
4
§
-
G
9
-
3

8
-
0
9
DB25
-242.5
MB1
-241.9
IG16

n

X
i
ª
n

(
-
9
7
.
5
-
:
-

-
5
0
)
DK2
-86.3
I
-
1
1

1
0

BH12
-89.3
BH12
-89.3
BH12
-89.3
Lß xuyªn vØa 2 ®êng xe khu ®«ng - §BMD -250
DP6
-90.2
DK2
-86.3
I
I
.
1
1
T
h
u
î
n
g

K
T

(
-
7
5


T
G
(
-
9
7
.
5
-
:
-

-
2
0
)

H
1
0

NT6
-35.6

DT3
-73.7
K
1
.



4
*









!


0






(
#
+
,

&


6
7


8

9



)






0


*
:




4

*



4

*







'


)













:


'

;
)


*
2




4
*



(
#
+
,

&

(

&




0
9
-
2
0
1
0
-243.75
H16
-244.83
-
2
4
7
.
1
0
2
-
2
4
7
.
1
7
6
N
Ò
n
E1

2
0
1
0
9
-
2
0
1
0
1
0
-
2
0
1
0
03
§o¹n thiÕt kÕ
Hình 1.1 Vị trí đường lò xuyên vỉa mức -250 khu Đông.
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 18 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
Đồ án tốt nghiệp ngành Xây dựng Công trình ngầm và Mỏ
Hình 1.2 Mặt cắt địa chất đường lò xuyên vỉa mức -250 khu Đông.
Sv: Nguyễn Thị Tuyết Mai 19 Lớp: Xây dựng CTN&Mỏ K53 QN
20
CHƯƠNG 2
THIẾT KẾ KỸ THUẬT
2.1.Xác định kích thước tiết diện ngang của đường lò
2.1.1.Phân loại khối đá
Đường lò thiết kế đi qua đá cát kết thường có màu xám tro, xám sáng, cấu

khoan được khoan khảo sát. Dựa vào quan sát thực nghiệm, Deere sắp xếp các
khối đá ra làm 5 loại tương ứng với các trị số RQD khác nhau như trong bảng
sau:
Bảng 2.2. Phân loại khối đá theo Deere
RQD (%) Loại đá Phân loại chất lượng
0÷25
V Rất xấu
25÷50
IV Xấu
50÷75
III Trung bình
75÷90
II Tốt
90÷100
I Rất tốt
RMR là chỉ số đánh giá khối đá có xét đến các yếu tố: độ bến nén đơn
trục của đá, lượng thu hồi lõi khoan (RQD), khoảng cách giữa các khe nứt, trạng
thái của các khe nứt, điều kiện nước ngầm, tương quan giữa thế nằm của các lớp
và hướng đào của công tình ngầm. Dựa vào các yếu tố trên Bieniawski đã lập
bảng phân loại khối đá như sau:
22
Bảng 2.3. Phân loại khối đá theo RMR
Chỉ tiêu RMR (%) Loại đá Phân loại chất lượng
< 20 V Rất xấu
21 ÷ 40
IV Xấu
41 ÷ 60
III Trung bình
61 ÷ 80
II Tốt

lò là hình móng ngựa. Khi có áp lực cả ở bốn phía thì hình dạng đường lò là
hình tròn (h-1c). Khi áp lực mọi phía không đều nhau, nhưng đối xứng thì chọn
đường lò hình elíp (h-1d); Khi áp lực nóc nhỏ ta chọn đường lò hình thang (h-
1g) hoặc hình chữ nhật (h-1e).
+ Thời gian tồn tại của công trình.
+ Chức năng, nhiệm vụ, kết cấu chống và vật liệu chống đường hầm.
+ Phương pháp thi công và trang thiết bị phục vụ thi công.
25
+ Các yêu cầu về kĩ thuật.
Do đường lò này là đường lò xuyên vỉa nên tải trọng tác dụng lên đường
lò là tải trọng đối xứng có áp lực nóc và áp lực hông đối xứng qua trục thẳng
đứng của đường nên ta chọn hình dạng tiết diện đường lò có dạng tường thẳng,
vòm bán nguyệt 1 tâm.
b)a) c)
g)
e)
d)
P
P
P
PP
PP
P
P
P
P
P
P
P
P